Яку ширину має світловий пучок у повітрі, якщо він виходить з дна водоймища шириною 10 см під кутом 60 градусів

Тема: Угол преломления светового пучка при переходе из воздуха в воду

Пояснение: При переходе светового пучка из воздуха в воду происходит преломление, то есть изменение направления луча света. Угол преломления светового пучка определяется законом преломления Снеллиуса, который устанавливает взаимосвязь между углом падения света и углом преломления. Формула для определения этой взаимосвязи выглядит следующим образом:

n₁ * sin(θ₁) = n₂ * sin(θ₂),

где n₁ и n₂ - показатели преломления сред, из которых идет световой пучок (n₁ - воздух, n₂ - вода), θ₁ - угол падения света на границу раздела сред, θ₂ - угол преломления.

В этой задаче нам дан угол падения света θ₁, равный 60 градусов, и ширина водоема, равная 10 см. Мы должны найти ширину светового пучка в воде.

Для решения задачи нам необходимо использовать закон Снеллиуса и формулу для вычисления угла преломления:

sin(θ₂) = (n₁ / n₂) * sin(θ₁),

где θ₂ - угол преломления, который мы хотим найти.

Для перехода из углов в радианы нужно воспользоваться формулой: угол в радианах = угол в градусах * (π / 180).

Теперь, имея значения n₁, n₂, и θ₁, можно вычислить угол преломления θ₂. Затем нужно воспользоваться геометрической связью, чтобы найти ширину светового пучка в воде.

Пример использования: Зная, что показатель преломления воздуха равен 1, а показатель преломления воды равен примерно 1,33, и угол падения света на поверхность воды равен 60 градусов, мы можем вычислить угол преломления, а затем, используя геометрическую связь, найти ширину светового пучка в воде.

Совет: Чтобы лучше понять физическую природу преломления света, можно проводить эксперименты, используя преломление луча света при переходе через границу раздела различных сред, например, воздуха и воды. Это позволит увидеть и проверить закон Снеллиуса на практике.

Упражнение: Пусть угол падения света на границу раздела воздуха и стекла равен 30 градусов. Показатель преломления воздуха равен 1, а показатель преломления стекла равен 1,5. Найдите угол преломления светового пучка и сравните его с углом падения.